К оглавлению журнала

УДК 553.8.072:553.98(540)

© Коллектив авторов, 1992

МОДЕЛЬ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЗАПАДНО-БЕНГАЛЬСКОГО ОСАДОЧНОГО БАССЕЙНА

А. А. КЛЕЩЕВ (Зарубежнефтестрой), А. Я. КУНЛИНСКИЙ (ВолгоградНИПИнефть), В. В. МАКАЛОВСКИЙ (ПермьНИПИнефть), Ю. Г. ПИМЕНОВ, Ю. Б. СИЛАНТЬЕВ (ГАНГ)

Один из районов обширной северо-восточной части Индийской платформы занимает Западно-Бенгальский осадочный бассейн, который привлекает внимание многих исследователей. В течение полувекового периода геологического изучения бассейна перспективы его нефтегазоносности оценивались по-разному. Если на начальном этапе его изучения величина прогнозных ресурсов УВ превышала 2 млрд. т усл. топлива (М, Н, Кумар, 1963 г.; Н. А. Еременко, 1964 г.; Н. А. Калинин, 1966 г.; В, Н- Марченко, 1976 г.), то впоследствии она составила 925 млн. т, а в 1990 г. совместными работами советских и индийских специалистов она оценивается в размере около 550 млн. т усл. топлива. Однако и она, вероятно, не будет окончательной.

Основанием снижения потенциальных ресурсов УВ явилось, прежде всего, отрицательные результаты бурения. За все время поисково-разведочных работ в Западной Бенгалии пробурено 37 скважин и проведены сейсмические исследования с плотностью сетки от 0,04 до 2,25 км/км2. Нулевая результативность геологоразведочных работ на нефть и газ на фоне в целом перспективной оценки Западно-Бенгальского бассейна, естественно, требует объяснения. Видимо, для правильного понимания этого вопроса требуется отойти от сложившегося стереотипа геологической модели бассейна. Результаты геологоразведочных работ, а также анализ опубликованной информации убедили нас в том, что геологическое строение региона, определяющее условия генерации, аккумуляции и консервации УВ значительно сложнее, чем это предполагалось.

Нами предложен иной подход к решению вопроса об оценке перспектив нефтегазоносности Западной Бенгалии, в основу которого положен анализ взаимосвязей всех процессов генерацией аккумуляции УВ с режимами геодинамического развития региона во времени.

В структурно-тектоническом плане Западно-Бенгальский осадочный бассейн охватывает западную часть гетерогенной Северо-Бенгальской впадины, которая, в свою очередь, представляет собой перикратонную окраину Индийской плиты. Впадина была сформирована в результате коллизии пассивной окраины Индийской плиты и активной окраины Сино-Бирманской. Южная часть впадины включает в себя мегапризму третичных пород, залегающую на океанической коре Бенгальского залива и сложенную осадками, снесенными со смежных континентальных плит. По данным анализа гравитационного поля край Индийской платформы проходит вдоль Барисальского максимума, простирающегося в северо-восточном направлении (рис. 1). В пределах платформенной части впадины выделяется субмеридиональный Калькутско-Муменгсингский гравитационный максимум, который в северной части отклоняется в восточном направлении. Магнитное поле рассматриваемого региона имеет менее дифференцированный характер. Отмечаемые совпадения простираний гравитационных зон естественных геофизических полей и речной сети указывают на их неотектоническую связь с системой погребенных разломов фундамента, время от времени испытавших реактивизацию. Выделенная система продольных (суббортовых) и поперечных трендов хорошо сопоставляется с региональными линеаментами Индийской платформы: Восточно-Гатским, Дамодарским, Сингбхумским и другими, различающимися временем своего заложения. Очевидно, диагональная система трендов Западно-Бенгальского бассейна отражает эволюцию его погребенной блоковой структуры (см. рис. 1).

В осадочном чехле бассейна выделяются два структурно-тектонических этажа: дотрапповый и надтрапповый, разделенных толщей Раджмахальских траппов [5]. По данным бурения и сейсмических исследований поверхность фундамента в Западной Бенгалии погружается в восточном направлении от 2 (площадь Галси) до 10 км (район Калькутского максимума). Анализ волнового поля осадочного чехла указывает на локализацию самого нижнего отражающего горизонта Gd10 в районе сочленения Западно-Бенгальского бассейна и рифта Дамодар, что позволяет предположить присутствие здесь комплекса отложений группы Пурана рифейского возраста. Картируемые выше сейсмические горизонты Gd11–Gd13 и Gd21 отождествляются с поверхностями каменноугольно-нижнетриасовых отложений формаций Талчир, Баракар, Ранигани и Панчет [2]. Поверх гондванской толщи с несогласием залегают Раджмахальские траппы среднеюрского-раннемелового возраста, которые моноклинально погружаются в восточном направлении от 1,5–2 до б–7 км.

В надтрапповом комплексе прослеживается ряд сейсмических горизонтов, приуроченных к стратиграфическим границам. Наиболее известна среди них группа горизонтов D, соответствующая известнякам формации Силхет эоценового возраста [4]. Результаты бурения и сейсмические исследования указывают на моноклинальное погружение надтрапповых горизонтов в юго-восточном направлении. Мел-палеоценовые отложения, выклиниваясь в районе первоначального сплитинга, слагают клиноформу в районе Барисальского максимума [3]. По кровле известняков формации Силхет сейсморазведка картирует зону бортового уступа, так называемую Хинч зону (рис. 2). Вышезалегающие терригенные образования олигоцен-плиоценового возраста формируют обратные клиноформы. При этом в формировании формаций плиоценового возраста значительную роль сыграл снос обломочного материала из района Ассамского синтаксиса [5].

Таким образом, Западно-Бенгальский бассейн в своем развитии испытал влияние двух разнонаправленных процессов рифтогенеза и конвергенции плит. Следует отметить, что коллизия плит происходила, начиная с конца олигоцена и на значительном расстоянии от рассматриваемого бассейна. В развитии рифтогенеза можно выделить три типа его проявления. Первый тип связан с формированием внутриплатформенных рифтов, для которых характерно утонение земной коры, сопровождающееся при средних и малых скоростях осадконакопления прорывом и внедрением в осадочный чехол магмы. Процесс растяжения имел во времени, скорее всего, прерывистый характер, что отразилось на накоплении осадков в пределах Западно-Бенгальской, Дамодарской и других рифтовых долин. К первому типу близок второй, в течение которого заложенные в протерозое рифтовые долины в результате напряжений сжатия преобразовывались в шовные зоны, например, рифт Сингбхум. Третий тип связан с продолжением растяжения континентальной земной коры и возникновением разрывов в центральных частях спрединга.

Образованная в результате дезинтеграции плиты окраина Индийского субконтинента во времени испытывала значительное проседание, компенсировавшееся накоплением мощной надтрапповой толщи, что в целом привело к образованию в пределах Западно-Бенгальского сегмента впадины пассивной окраины, ограниченной на юге Барисальским поднятием. В результате взаимодействия этой окраины с океанической плитой на юге и континентальной Сино-Бирманской плитой на востоке, возникавшие напряжения трансформировались во внутренние районы субконтинента, вызывая реактивизацию погребенных разломов. Результатом этой реактивизации является современная сегментированная структура платформенной части Северо-Бенгальской впадины, в формировании которой определяющую роль сыграла система разломов северо-западного простирания. Примерами приподнятых и опущенных сегментов могут служить Мад-нипурское поднятие и Силхетская впадина (см. рис. 1).

В осадочном чехле Западно-Бенгальского бассейна выделяется два мегацикла седиментации, каждый из которых в свою очередь представлен несколькими макроциклами. Первый мегацикл седиментации отвечает развитию внутриконтинентальных рифтов, а второй дивергентному развитию окраины Индийского субконтинента.

Первый внутриконтинентальный макроцикл седиментации приурочен к зонам развития рифейского рифтогенеза. В грабенах Дамодар и Пурнеа он представлен группой карбонатно-терригенных отложений Пурана. В Западно-Бенгальском бассейне зона возможного развития отложений этого макроцикла прогнозируется в районе сочленения бассейна с рифтом Дамодар (рис. 2). Осадочные образования группы Пурана обычно сильно метаморфизованы, что является одной из причин отождествления их кровли с поверхностью фундамента. Следующие два макроцикла седиментации связаны с формированием нижне- и верхнегондванских отложений, обусловленных процессами герцинского рифтогенеза. Отложения нижней гондваны накапливались в условиях озерно-речной долины, дренирование которой происходило в северном направлении, в район грабена Пурнеа, расположенного в пределах периконтинентальной зоны палеозойского материка [2]. Верхне-гондванские образования в связи с общим воздыманием континента формировались во внутриконтинентальных и более аридных условиях. Четвертый макроцикл седиментации представлен вулканогенно-осадочной толщей Раджмахальских траппов, наблюдаемой в настоящее время в пределах субмеридионального грабена. Максимальные мощности траппов (до 1,5 км) по данным сейсмических исследований прогнозируются в восточной части Западно-Бенгальского грабена, в зоне вероятного первоначального излияния лав.

Первый “дивергентный” макроцикл седиментации связан с накоплением в Западной Бенгалии преимущественно терригенных отложений мел-палеоценового возраста. Депоцентры осадконакопления этих образований приурочены к впадинам Силхет и Фаридпур (см. рис. 1), которые, вероятно, были заложены в юрско-раннемеловое время. По аналогии с другими бассейнами восточного побережья Индии можно ожидать, что отложения юры и раннего мела в пределах рассматриваемой территории слагают Восточный гондванский бассейн, перекрытый толщей эффузивных пород мелового возраста [6]. Заложение впадин Силхет и Фаридпур определило развитие в Западной Бенгалии эпиконтинентального морского водоема. Некомпенсированное осадконакоплением прогибание этого водоема в эоценовое время обусловило особенности второго “дивергентного” макроцикла седиментации, в течение которого во внешней прибортовой зоне (по отношению к уступу Хинч зоны) была сформирована толща карбонатов, а во внутренней зоне накапливались ее относительно глубоководные глинисто-карбонатные аналоги. Третий “дивергентный” макроцикл, охватывающий отрезок времени от верхнего эоцена до нижнего миоцена, характеризуется формированием терригенной линзы, являющейся толщей выполнения отрицательных элементов эоценового рельефа. С ликвидацией внутреннего моря связан четвертый “дивергентный” макроцикл седиментации, характеризующийся накоплением в миоцен-плиоценовое время мощной толщи песчано-глинистых отложений зрелой пассивной окраины крупнейшего осадочного бассейна Бенгальского залива [I].

Таким образом, в истории своего развития Западно-Бенгальский бассейн трансформировался из внутриконтинентального рифта в один из элементов пассивной окраины Индийской платформы. В его развитии можно выделить следующие этапы: 1) дорифейскую консолидацию архейских кратонов Индийской платформы более 1000 млн. лет назад; 2) фрагментизацию Индийской платформы в результате рифейского (пуранского) рифтогенеза около 600 млн. лет назад; 3) заложение и развитие Западно-Бенгальского рифта, Гондванского осадочного бассейна – 400–160 млн. лет назад; 4) излияние Раджмахальских траппов, нивелировавших гондванский бассейн – 150–100 млн. лет назад; 5) развитие Западно-Бенгальского бассейна в качестве стабильного участка дивергентной окраины Индийского субконтинента – 90– 24 млн. лет назад; 6) коллизию Индийской, Бирманской и Тибетской плит – 24–0 млн. лет назад.

К каждому из перечисленных этапов развития, исключая первый, приурочен свой бассейн осадконакопления (см. рис. 2), который характеризуется специфическими условиями. Интенсивное проседание пассивной окраины Индийской плиты в миоцен-плиоценовое время перестроило большую часть выделенных бассейнов в моноклинально залегающие линзы пород. Исключением из них являются рифейский и гондванский бассейны, сохранившие до настоящего времени в той или иной мере свою структурную выраженность. Региональный моноклинальный наклон в восточном направлении мезозойско-третичных пород обусловил отсутствие морфологически выраженных структур в Западно-Бенгальском бассейне, в котором средняя амплитуда откартированных сейсморазведкой структур не превышает 30 м, что снижает точность сейсмических построений.

Лучшими фильтрационно-емкостными свойствами как в Западно-Бенгальском, так и в смежных с ним нефтегазоносных бассейнах Ассам и Качар-Трипура обладают песчано-алевритовые породы, залегающие в интервале глубин 0,5–5 км, накопление которых происходило в районах дельт, русел палеорек и поднятий морского дна – II– III класс коллекторов (по классификации А. А, Ханина, 1969 г.). Карбонатные породы, присутствующие в разрезе бассейна, в результате вторичных процессов (кальцитизация и др.) имеют низкие свойства – V–VI класс коллекторов (по классификации К. И. Багринцевой, 1972 г.).

В бассейне выделяются две гидродинамические системы: инфильтрационная в пределах внешней прибортовой зоны, и элизионная во внутренней прибортовой зоне. Минерализация пластовых вод в восточном направлении постепенно возрастает (до 30 г/л и более), а тип вод изменяется от гидрокарбонатно-натриевого до хлоркальциевого. В этом же направлении отмечается и общее увеличение теплового потока. Если величина среднего геотермического градиента на западной окраине бассейна составляет 1,9 °С/100 м (скважина Гатал), то на востоке, во внутренней прибортовой зоне она уже достигает 2,9 °С/100 м (скважина Бакултала и др.). Повышенные тепловые потоки с величинами градиентов 2,6–3,1 °С/100 м, как правило, приурочены к границам сегментов (разломы Гатал, Даймонд-Харбор и др.), а также к зонам внедрения в осадочную толщу магматических тел - силлов (район скважины Палаши-Майнагар). Во внутренней прибортовой зоне бассейна (площадь Бодра) в отложениях неогена развиты АВПД, где величины коэффициентов аномальности давлений достигают 2 [4].

Прибрежно-морские, а в отложениях гондванского комплекса озерно-речные условия осадконакопления определили преобладание в породах гумусового OВ III типа. Лишь местами в гондванском комплексе в районах палеоозер присутствует сапропелевое ОВ II типа. В целом количество ОВ в разрезе осадочной толщи бассейна невысокое (1– 1,5 %). Относительно повышенные содержания (2–5 %) ОВ III типа отмечаются, с одной стороны, в формации Джаланги (верхний палеоценсредний эоцен), а с другой, в районах авандельт и межрусловых, заболоченных участках побережья.

Анализ термобарических, гидрогеологических и геохимических условий Западно-Бенгальского бассейна позволяет отметить, что подтрапповый, гондванский комплекс пород, очевидно, реализовал свой нефтегазовый потенциал в период формирования траппового покрова, характеризовавшегося максимально высокими выделениями тепла. Предтрапповый перерыв осадконакопления (около 120 млн. лет), последующее продолжительное моноклинальное погружение, отсутствие региональных флюидоупоров явились отрицательными факторами для сохранения в гондванской части разреза залежей УВ. Для отложений нижней гондваны можно ожидать проявление сепарационного эффекта, когда наиболее легкая составляющая УВ мигрировала и рассеивалась в вышележащих породах.

В надтрапповом комплексе перспективы нахождения скоплений нефти и газа также невысоки. Ранее, связывавшиеся рядом исследователей [4] перспективы нахождения УВ в надтрапповом комплексе с карбонатными постройками биогермной природы эоцена до настоящего времени не подтверждены. Причиной этого являются: 1) отсутствие в них высокоамплитудных рифов и наличие лишь малоамплитудных биогермов и биостромов; 2) низкие фильтрационно-емкостные свойства пород; 3) незначительное содержание ОВ (Сорг.ср=0,25 %). Относительно лучшим нефтематеринским потенциалом в этом комплексе обладают терригенные образования фациальных зон литорали и авандельт. Для них главная фаза нефтеобразования приходится на отрезок времени в 25–10 млн. лет, т. е. на период предшествовавший формированию АВПД – 5 млн. лет. Этот период развития дивергентной окраины континента характеризуется двухкратным увеличением теплового потока [6]. Для отложений неогенового возраста в районе внутренней моноклинали низкий нефтегенерационный потенциал и АВПД, вероятно, обусловливают недонасыщенность гидрогеологической системы генерируемыми УВ.

Таким образом, перспективность осадочной толщи Западно-Бенгальского бассейна для поиска нефти и газа низкая, что согласуется с результатами факторного анализа параметров нефтегазоносности Западно-Бенгальского и смежных с ним бассейнов восточной окраины Индийской платформы, выполненного Д. Н. Басу, С. К. Шарма (1987 г.) Завершая комплексный анализ имеющейся к настоящему времени геологической информации, следует отметить, что он позволил: 1) составить геологическую модель Западно-Бенгальского бассейна, характеризующую его эволюцию от внутрикратонного рифта в западную, тыловую часть дивергентной окраины Индийского субконтинента; 2) провести переоценку перспективности Западно-Бенгальского бассейна на поиски нефти и газа и отнести его к разряду малоперспективных.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Alam М. Geology and depositional history of Cenosoic Sediments of The Bengal Basin of Bangladesh // Paleogeography, palaeoclimatology, palaecotogy.– 1989.– Vol. 69.– P. 125–139.
  2. A new aproach towards the explorations of Pre-Eocene sediments in Bengal Basin / K. S. Raman, B. B. Neogi, S. Kumar, A. K. Pazakh // Bull. ONGG.– 1986.– Vol. 24.– N 1.– P. 35–50.
  3. Mukhopadhyaym М; Dasgupta S. Deep structures and tectonics of Birmise arc. constraints from Earthquake and Gravity data.– Tectonophysics, 149, 1988, p. р. 299–322.
  4. Roy Barman A. Geology and hydrocarbon prospects of West Bengal // Petrol. Asian. Journ.– 1983.– P. 51–56.
  5. Structure, Tectonics and Geological history of Northeastern Indian ocean / J. R. Curray, F. J. Emniel, D. G. Moore, R. W. Raft.– Ocean basins and margins, plenum.– New-Jork.– 1982.– Vol. 6.– P. 399–450.
  6. Talukdar S. N. Geology and hydrocarbon prospects of East coast Basins of India and their relationship to evolution of The Bay of Bengal. Offshore South-Eart Asian, conf.– Singapore; 1982, P. 1–8.

ABSTRACT

On the basis of the generalization of published data on the geologic framework, lithologic-reservoir properties of rocks, thermobaric, hydrogeologic and geochemical conditions in the subsurface of the Western Bengal basin, we propose its geological model suggesting the basin evolution from intracratonic Riphean rift to the western back part of the Indian subcontinent divergent margin. The integrated analysis of available geological information allows one to reestimate the prospectivity of the Western Bengal basin with respect to the search for oil and gas accumulations and to define it as having a low potential.

РИС.1. ТЕКТОНИЧЕСКАЯ СХЕМА СЕВЕРО-БЕНГАЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ.

Границы выхода: 1 – архей-протерозойского фундамента, 2 – Раджмахальских траппов; 3 – фронт Аракан-Йомской складчатости; 4 – граница Индийской платформы; 5 – поперечные тектонические нарушения; 6 границы рифтов (Р рифейских, Ггондванских, М мезозойских); 7 – границы тектонических элементов; АГ Атгарского грабена, ЗБГ Западно-Бенгальского грабена, МПГграбена Малдо-Пурнеа, ПГграбена Пурнеа, РСРангпурской седловины, БП поднятия Барисал, ФВ впадины Фаридпур, СВвпадины Силхет, ХВвпадины Хатна, МСседловины Маднипур; 8 – кайнозойские конусы выноса; 9 – линия схематического профиля

РИС. 2. СХЕМАТИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ БЕНГАЛЬСКОЙ ОКРАИНЫ ИНДИЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ:

1 – поверхность фундамента; 2– глубинные разломы; 3 поверхность траппов; 4 – границы бассейнов седиментации: РБ рифейского, ГБ гондванского, ТБ траппового, МОБ мел-олигоценового, МПБ миоцен-плиоценового; 5 – стадии катагенеза